棒材步进式冷床的制造安装难点浅析

1、棒材步进式冷床的制造安装难点浅析徐言东1韩守梅1程知松1吴玉霞2杨占明3(1:北京科技大学北京100083;2:北京冶金设备研究设计总院北京100029;3:河北宣化钢铁有限公司第二轧钢厂宣化075100摘要步进式冷床由于具备矫直、冷却轧件温度均匀等优点,被广泛应用于棒材连轧线。但其结构复杂,安装要求精度高,若能在制造过程中严把质量关,对重要零部件加工工艺进行优化,将会给安装调试工作带来方便,做到省时省钱。关键词步进式冷床制造安装中图分类号TG333.3文献标识码BAnalysis of Manufacture and I nst all ati on forBar Walki n g Bea

2、m Cooli n g BedXu Yandong 1Han Shoumei 1Cheng Zhisong 1W u Yuxia 2Yang Zhanm ing3(1:University of Science and Technol ogy Beijing;2:Beijing Research Design I nstitute ofMetallurgical Equi pment;3:Hebei Xuanhua Ir on &Steel Co .;L td ABSTRACT W alking bea m cooling bed with the advantage of recti

3、ficati on and even up cooling is widely used f or bar continuous r olling line .However,its structure is comp licated,and its installati on p recisi on is higer .I f s o strictly contr ol the p r ocess quality and op ti m ize the p r ocess technique,the installati on and testing will be easier,sav 2

4、ing ti m e and money .KE YWO R D S W alking bea m cooling bed Manufacture I nstallati on1前言步进式冷床是棒材连轧生产线中一个重要辅助设备,具有适应连轧化、高速化、自动化和切分轧制等优点,已得到较广泛应用。由于冷床机构复杂、设备吨位大,制造、安装难度较大,若制造厂家对工作原理、使用要求不甚了解,在制造、安装时会遇到较大困难;若参照笔者摸索的设计、制造、安装方面的经验,就可以少走弯路,降低造价,降低安装难度,为顺利试车打好基础,缩短整个生产线的调试时间。2步进式冷床的制造、安装特点安装好的冷床要求达到:总平面

5、度误差不大于5mm (指动台面、静台面、矫直板装置在任意位置时,其直线度必须满足用长5m 检验圆棒在台面的任意位置检验时,不允许有2个以上不接触的面齿存在。要满足上述要求,必须深入了解冷床的辊道、上拨钢机构、冷床本体、成排下拨钢机构、输出辊道五个部分的工作原理,了解每个零部件在冷床中所起的作用,工作面的具体位置,保证其制造加工质量、安装质量,缩短调试时间,使冷床尽早满足生产要求。本文介绍的是采用提升裙板的上拨钢裙板、直流电动机驱动长轴传动装置、液压输送小车的成排下拨钢机构等先进技术的步进式冷床的制造、安装。步进式冷床由24Total No 1151June 2005冶金设备MET ALLURG

6、I C AL E QU I P ME NT 总第151期2005年6月第3期作者简介:徐言东,男,1964年出生,毕业于北京科技大学,高级工程师,长期从事小型轧钢设备的研发工作辊道、上拨钢裙板、冷床本体、成排下拨钢机构、输出辊道五部分组成,其平面图如图1所示 。图1步进式冷床平面简图1-辊道;2-上拨钢裙板;3-冷床本体;4-成排下拨钢机构;5-输出辊道2.1辊道其主要作用是将由成品倍尺飞剪按倍尺分段后的棒材,输入到加速辊道上,使相邻2段棒材拉开距离,便于错头上冷床。它由加速辊道和输入辊道组成,其中加速辊道辊子在输入辊道的裙板之前由0°过渡到12°。辊道配置冷却风机的专用变

7、频辊道电动机单独直联辊子,辊子材质为灰铸铁,精加工后,需做动平衡试验,合格后,再进行等温淬火处理,使其达到较高的综合机械性能和耐磨性。工艺要求输入辊道辊子以一定角度倾斜,因此在安装时必须保证辊面在同一平面上,同时辊子中心应在辊道中心线上,其误差不得超过±0.5mm,安装时主要采用水平仪等工具及全长上拉直线的方法,来保证安装的准确性。2.2上拨钢裙板其作用是将从输入辊道滑入的棒材进行制动,并将其拨入矫直板的第一个齿形槽内。从功能上,可分为副冷床段、冷床本体段。若要保证棒材在冷床本体段内能完全制动停止,就要求它必须有一定的裙板长度。因工况多变,可通过调节副冷床段上的液压离合器,调节出不同

8、长度的有效裙板,可以避免在出现轧件追尾现象。裙板的动作周期,随棒材的品种、轧制速度不同,需要作相应的调整。裙板驱动有两种型式:一是由电动机或液压缸驱动拉杆式结构,二是液压缸驱动结构。拉杆式机构采用一套电动或液压传动装置,由于拉杆长度过长,会在整根拉杆总长度上产生积累误差,裙板上表面不易保持在同一平面上,虽然可通过调节螺杆使之达到安装要求,但会因环境温度过高、上钢机构动作频繁,长拉杆发生蠕变,出现裙板前高后低或前低后高,造成棒材弯曲,影响成材率,在靠近传动装置的拉杆易出现疲劳折断现象。而上拨钢机构采用液压传动机构,在整个机构上均匀分布着若干只油缸,通过电、液控制,实现裙板动作同步,因驱动点较多,

9、整条长轴的受力状况比较均匀,整个裙板的上表面(工作面出现不平度的程度最低,且调整方便。其由裙板提升传动装置和液压系统所组成,液压系统通过阀组来操纵油缸的动作,油缸再通过连杆机构带动裙板升降,来托起进入的棒材。1裙板提升传动装置是由油缸、连杆、传动轴、轴承座、调节杆、裙板等部件组成。该机构动作是以传动轴为旋转中心,油缸动作后,连杆以传动轴为中心上下摆动,带动调节杆动作,从而驱动裙板升降。连杆为剖分式,与传动轴安装方便,传动轴通过剖分式滑动轴承座安装在支架上,调节杆的长度可以调整。油缸作为重要部件,其工作压力约为12MPa,必须选用试验压力为25MPa、工作压力为16MPa的油缸;连杆是焊接件,机

10、加工前必须进行热处理,消除焊接内应力,选用剖分面为加工基准,配对镗孔,加工键槽后,采用专用靠模,配对加工,保证其互换性;传动轴材质为45#圆钢,在机加工前需调质处理,同一根轴上的各段键槽必须在龙门铣床上,装夹一次来完成加工,出厂前必须进行分段组装。现场安装时,将各段机构调整至同一水平,全长上拉线保证各段传动轴安装后,轴心线误差不超过±0. 5mm,同时保证传动轴轴心线与输入辊道中心线、平行度偏差不大于±0.5mm,试车时通过调整调节杆的长度,来保证裙板升降的一致性。2液压系统由液压站、蓄能器、阀组和管路组成。阀组选用的控制阀,必须采用优质产品,并安装在较空旷处,便于检修;按

11、有关规范进行安装和验收,保证整个液压回路工作的稳定性,确保机构动作的可靠性。2.3冷床本体该机构是冷床的主体,采用步进齿条式,承担着冷却、对齐、移送棒材的任务。由长轴传动装置、动台装置、对齐装置、静台装置、矫直板装置等组成。34徐言东等:棒材步进式冷床的制造安装难点浅析2005年6月第3期1长轴传动装置:是实现齿条步进的主要机构,控制每次步进的距离。由电动机驱动减速箱,通过减速箱的双出轴带动装有偏心轮的长轴,从而使压在偏心轮上的动台装置进行步进动作。其安装要求是保证装配好的长传动轴上的偏心轮的偏移方向一致,确保托在偏心轮上的整个动台面,处于同一高度平面上;这一切可以通过改善零件加工工艺,减少积

12、累误差,来满足使用要求。长传动轴材质为45#钢,要求使用同一批号圆钢制作而成,其加工和安装要求同裙板传动轴要求相同。偏心轮材质为45#铸钢,要求各个偏心轮偏心距一致,键槽方向一致。粗加工后,调质处理,精加工时,以内孔为基准,车削外圆,保证零件的互换性,对外圆表面进行高频淬火,保证其使用寿命。刚性联轴器为剖分式哈夫联轴器,材质为45#铸钢,关键是保证键槽的加工精度,使键槽的对称误差保持一致,成对联轴器需做好记号,捆扎结实,保证运输时不散包。2动台装置:是支撑棒材,实现棒材步进的工作台面,要求所有台面处在同一水平面上。其关键是托轮部件、动台梁、齿条及齿条支撑梁的加工精度。托轮材质为45#铸钢,粗加

13、工后,调质处理,半精加工后,进行表面淬火,然后以内孔为基准,磨削外圆,保证零件的互换性。托轮座、动台梁、齿条支撑梁为焊接件,机加工前必须进行热处理,消除焊接内应力,使用龙门刨粗加工,再使用龙门铣加工至图纸要求。齿条的原料为宽厚钢板,需先在数控火焰切割机床上下料,先切割锯齿边,后割直边,保证表面的粗糙度为Ra12. 5,保证齿间距尺寸误差不大于±0.1mm,累积误差不大于0.5mm;然后进行校直,以齿面为基面,采用靠模式成组的在龙门铣床上加工安装孔。出厂前上述部件除齿条外,须进行部件组装。3齐头辊道:安装于静台面上,辊道槽带动棒材移动,使棒材头部在齐头挡板上撞齐,为棒材整齐成排的移动打

14、下基础。其由辊子装配、摆线针轮减速机、链轮传动、支架等部件组成。关键件就是辊子,其为铸造件,需回火处理后再机加工,最后对辊面进行表面淬火,以提高其耐磨性。部件需组装、试车,观察机构的平稳性。现场安装时,将辊子装配通过连接板安装在静台支柱工字钢上,把所有辊面调整到同一水平面上,在总长度上偏差不大于±0.5mm,把辊槽调整在同一直线上,再与静台支柱工字钢焊接在一起,参照辊子装配的位置调整好链轮、链条,安装位于下方的摆线针轮减速机,采用线锥法检验合格后,将其用螺栓固定在横梁上面。4静台装置:用于支撑棒材,当动台面位于下半周期时,托住棒材,并对其矫直的装置。其关键是静台横梁、齿条、静齿条座、

15、矫直板装置的加工精度,要求装配好的台面,保证用长5m的检验圆棒检验时,不出现连续两个齿槽与检验棒不接触,齿条处在同一水平面上。静台横梁为焊接件,焊后需整形,采用振动时效,消除应力,使用龙门铣加工至图纸要求。静齿条座为铸造件,需回火处理后再机加工,保证部件的互换性。5矫直板装置:其用于制动、矫直棒材,若齿形误差超差,会影响棒材的直线度及外观质量。矫直板材质为灰铸铁,经过二次定性处理后,使用龙门刨上的对刀板及专用数控装置,采用多件装夹,来完成成批加工,并用样板检验齿形的准确性。安装时,沿来钢方向,不准有高点存在。2.4成排下拨钢机构该机构主要实现将棒材由冷床本体成排送到冷床输出辊道上的功能。采用收

16、集链步进输送机构和可升降的链式移送机构的复合机构。收集链步进输送机构由长轴传动装置、链轮传动、数字编码器、支架等部件组成,可升降的链式移送机构由长轴传动装置、链轮传动、可升降运输小车机构、油缸、油管拖链、支架等部件组成。传动轴材质为45#钢,其加工和安装要求同裙板传动轴要求相同;链轮加工后,齿面表面淬火,要求键槽方向一致,且具有互换性。安装链条导轨时必须与链条运行方向保持一致,注意数字编码器、接近开关的安装位置,使其挡块位置可调。2.5输出辊道其主要作用是输送由下拨钢机构拨下的成排棒材。辊道有集体传动、单独传动两种型式。辊子辊身采用无缝钢管,粗加工后需校静平衡,热装两端轴头,焊接后回火处理,机

17、械加工后,进(转34页44参考文献1Exp lie,Y,Kuiya ma,M.N ishino,M.Takita;JS AE,M aterial f oru m,1996(82J.I w aya:JS AE,M aterial f oru m,2000(628-333R.k.Ray,JJ.Jonas and Rk.Hook.cold r olling and an2nealing textures in l ow carbon and extra l ow carbon steels JI nt.Mater.rev.1994(4.39:129-1724K.Suzuki.I nternati o

18、nal f oru m f or the p r operties and Ap2p licati on of I F steel:Body weight lightening Technigue.T okyo,Japan,20035Sakata k etal,carbon work brittleness of extra l ow carbonhot r olled steel sheetJI SI J I N T.1987.73(6:549 6E.Yasuhara,etal,Effect of Bor on on the resistance t oseconaary working e

19、 mbrittle ment in extra-l ow-c cold r olled steel sheetJI SI J I N T.1987.34(2:997M izui N.I nternati onal Sy mposiu m Modern LC and ULCSheet Steels f or Cold For m ing:Pr ocessing and Pr oper2 ties,ed.byWolfagang B leck.Aachen,Ger many1998: 1691838Martha patricia etal,Effect of finishing te mperatu

20、re onhot band texture in an I F steelJ.I SI J I N T1996,36(1:68-739SaijiM atsuoka.Effect of lubricati on conditi on on recrys2tallizati on texture of ultra l ow C steel sheet hot r olled in ferrite regi onJI SI J I N T.1998,38(6:633-639 10K.El oot.Texture evolutui on during cold r olling and re2crys

21、tallizati on of I F steel with a str ong hot band texture JI SI J I N T.1998,38(6:602-60911V.Ler oy.Ferrite hot r olling of thin gauge hot stri p.Aachen,Ger many,199812M.R.Barnett and JJ Janos.I nflunce of ferrite r ollingte mperature on m icr ostructure and texture in def or med l ow c and I F stee

22、lJI SI J I N T,199737(7:697-70513J.R.H irsch.Correlati on of def or mati on texture and m i2cr ostrcuctureJM aterial Science and Technol ogy, 1990(6:1048-105714Natsuko Hash mot o,Texture evoluti on of I F steel due t orecrystallizati onJI SI J I N T.1998,38(6,617-624 15I Samajdar,B Verliden and P Va

23、n Houtte.Texturechang thr ough grain gr owth in Ti-bearing I F steel in2 vestigate by oritati on i m aging m icr oscopy and x-ray diffracti onJI SI J I N T.1997.37(10.1010-1016 16S Lanter.I nflunce of heating rate oh recrystallizati onand Texture f or mati on in Ti-I F steelJI N T.SY MP.Modern Lc an

24、d u Lc sheet steel for cold r olling.Aachen,Ger many.1998.52117S.P.E fi m enko et.Computer si m ulati on of the structureFor mati on and p r operties of hot r olled I F steel.I nterna2 ti onal Foru m for the p r operties and App licati on of I F steel,Tokyo.Japan.200318Y.Hayaka wa.Model on p redicti on of Recrytallizati onTexture in steel with comp lete Descri p ti on of crytal ori2 entati on.I nternati onal Foru m f or the p r operties and Ap2 p licati on of I F steel,T okyo.Japan.200319L iu Zhan Ying et.Effect of cold r olled reducti on ondrawability of